DE102010043480A1 - Method for setting emergency driving for electric drive in electric vehicle, involves producing torque input signal in control device for actuating electric drive when interference occurs during receiving another torque input signal - Google Patents

Method for setting emergency driving for electric drive in electric vehicle, involves producing torque input signal in control device for actuating electric drive when interference occurs during receiving another torque input signal Download PDF

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Abstract

The method involves receiving a driving desire signal in a vehicle control unit (22), and redundantly receiving the driving desire signal in a control device (24) of an electric drive (26). A torque input signal is received in the control device of the electric drive from the vehicle control unit for actuating the electric drive. Another torque input signal is produced in the control device for actuating the electric drive when an interference occurs in a data communication connection (25) between the vehicle control unit and the control device during receiving of the former input signal. An independent claim is also included for a device for actuating an emergency driving for an electric drive.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einrichten eines Notfahrbetriebs für einen Elektroantrieb, wobei eine Momentenvorgabe redundant in zwei Steuergeräten vorgenommen wird.The present invention relates to a method and a device for setting up an emergency driving operation for an electric drive, wherein a torque input is made redundant in two control units.

Stand der TechnikState of the art

Elektrisch betriebene Fahrzeuge bieten die Möglichkeit, die Abgasbelastung in Ballungsräumen deutlich zu senken. Werden die darin verwendeten Batterien mittels Strom, zumindest zum Teil, aus regenerativen Energien aufgeladen, so lässt sich mit Fahrzeugen mit Elektroantrieb (E-Fahrzeuge) ein positiver Effekt für den Umweltschutz, insbesondere bei der CO2-Belastung der Atmosphäre erzielen.Electrically powered vehicles offer the possibility of significantly reducing the exhaust pollution in metropolitan areas. If the batteries used therein by means of electricity, at least in part, charged from renewable energy sources, so can be with vehicles with electric drive (e-vehicles) to achieve a positive effect for environmental protection, especially in the CO 2 pollution of the atmosphere.

Ein Fahrzeug 10, wie es beispielhaft in 1 gezeigt wird, wird durch einen Elektroantrieb 11 (E-Antrieb) angetrieben, welcher die dazu nötige Energie aus einer Energiequelle 12 bezieht, beispielsweise aus einer Hochvoltbatterie. Zusätzlich zu dem E-Antrieb 11 kann das Fahrzeug 10 weiterhin eine Einrichtung 15 zur Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs, einen sogenannten ”Range Extender” umfassen. Ein solcher Range Extender 15 kann dabei einen Verbrennungsmotor 13, beispielsweise einen Benzin- oder Dieselmotor, und eine Einrichtung 14 zur Rekuperation von Trägheits- und/oder Bewegungsenergie des Fahrzeugs 10, beispielsweise einen Hochvoltgenerator, umfassen. Die Einrichtung 14 kann beispielsweise bei einem Bremsvorgang des Fahrzeugs 10 elektrische Energie zurückgewinnen und in die Energiequelle 12 zurückspeisen.A vehicle 10 as exemplified in 1 is shown by an electric drive 11 (E-drive) driven, which provides the necessary energy from an energy source 12 refers, for example, from a high-voltage battery. In addition to the electric drive 11 can the vehicle 10 still a facility 15 to increase the range of the vehicle, a so-called "range extender" include. Such a range extender 15 can be an internal combustion engine 13 For example, a gasoline or diesel engine, and a device 14 for recuperation of inertial and / or kinetic energy of the vehicle 10 , For example, a high-voltage generator include. The device 14 For example, during a braking operation of the vehicle 10 recover electrical energy and into the energy source 12 feed back.

Zur Erzeugung eines Antriebssignals für ein Antriebssystem eines Fahrzeugs wird häufig ein Fahrzeugsteuergerät, eine sogenannte ”Vehicle Control Unit” (VCU) verwendet. In dem Fahrzeugsteuergerät werden Werte von Brems- und/oder Fahrpedal, Fahrtrichtungsvorgabeeinrichtungen und sonstige für die Antriebssteuerung relevante Werte eingelesen und daraus eine Momentenvorgabe erzeugt.For generating a drive signal for a drive system of a vehicle, a vehicle control unit, a so-called "vehicle control unit" (VCU) is often used. In the vehicle control unit, values of the brake and / or accelerator pedal, driving direction specification devices and other values relevant for the drive control are read in and from this a torque specification is generated.

Zur Momentenüberwachung in einem Fahrzeugsteuergerät wird kontinuierlich aus einem Fahrwunschsignal ein zulässiges Moment ermittelt und mit einem Ist-Moment eines Antriebs verglichen. Bei einem Hybridantrieb aus einem Verbrennungsmotor und einem E-Antrieb wird das Ist-Moment aus der Summe der Ist-Momente des Verbrennungsmotors und des E-Antriebs berechnet, wobei Daten zwischen Motorsteuergeräten für den Verbrennungsmotor und den E-Antrieb ausgetauscht werden.For torque monitoring in a vehicle control unit, a permissible torque is continuously determined from a drive request signal and compared with an actual torque of a drive. In a hybrid drive of an internal combustion engine and an electric drive, the actual torque is calculated from the sum of the actual moments of the internal combustion engine and the electric drive, with data being exchanged between engine control devices for the internal combustion engine and the electric drive.

In der DE 10 2005 041 663 A1 wird ein Verfahren beschrieben, in welchem ein Motorsteuergerät ein intern plausibilisiertes Soll-Moment an ein Steuergerät für einen Elektroantrieb abgibt, und das Steuergerät entsprechende Statussignale abgibt, wenn das Ist-Moment das Soll-Moment nicht erreicht, wodurch eine zuverlässige Momentenüberwachung erfolgen kann.In the DE 10 2005 041 663 A1 a method is described in which an engine control unit emits an internally plausibilized desired torque to a control unit for an electric drive, and the control unit outputs corresponding status signals when the actual torque does not reach the target torque, whereby a reliable torque monitoring can take place.

Bei Hybridfahrzeugen sind die Funktionen des Fahrzeugsteuergerätes häufig im Motorsteuergerät integriert. Die Aufteilung der Soll-Momente für Verbrennungsmotor und E-Antrieb wird dort berechnet. Wenn die Momentenüberwachung ein fehlerhaftes Moment feststellt, so wird die Momentenvorgabe für die Antriebssysteme abgeschaltet oder begrenzt. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird üblicherweise in einer ersten Stufe der Verbrennungsmotor begrenzt angesteuert und in einer zweiten Stufe nötigenfalls abgeschaltet.In hybrid vehicles, the functions of the vehicle control unit are often integrated in the engine control unit. The distribution of the setpoint torques for internal combustion engine and electric drive is calculated there. If the torque monitoring detects a faulty torque, the torque specification for the drive systems is switched off or limited. In vehicles with an internal combustion engine, the internal combustion engine is usually limitedly actuated in a first stage and, if necessary, switched off in a second stage.

In der DE 10 2005 040 780 A1 wird ein Verfahren für die Ansteuerung von Antriebssystemen eines Hybridfahrzeugs beschrieben, mithilfe dessen bei einer Überschreitung von Schwellwerten für eine Momentenvorgabe im Rahmen eines Momentenvergleichs zwischen Ist- und Soll-Momenten zwischenzeitlich auf eine Ersatzansteuergröße umgeschaltet werden kann, die statt der Momentenvorgabe zur Ansteuerung des Antriebssystems eingesetzt werden kann. Dabei kann die Ersatzansteuergröße in einem Modus betrieben werden, in dem eine fest vorgegebene Spannung in den E-Antrieb eingeregelt werden kann, so dass kein Vortriebsmoment zugelassen wird. Für reine E-Fahrzeuge vermindert ein derartiges Verfahren die Verfügbarkeit des Antriebs, da bei Unterlassung einer Vortriebsmomentenvorgabe das Fahrzeug liegenbleibt.In the DE 10 2005 040 780 A1 a method for the control of drive systems of a hybrid vehicle is described by means of which can be temporarily switched to a Ersatzansteuergröße at an excess of thresholds for torque specification in a torque comparison between actual and target torque, instead of the torque input used to control the drive system can be. In this case, the Ersatzansteuergröße can be operated in a mode in which a fixed predetermined voltage can be adjusted in the electric drive, so that no propulsion torque is allowed. For pure e-vehicles, such a method reduces the availability of the drive, since omitting a Vortriebsmomentenvorgabe the vehicle remains.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Verfügbarkeit des Elektroantriebs eines Fahrzeugs zu maximieren und dabei weiterhin einen sicheren Betrieb zu ermöglichen. Dabei können in einem Fahrzeugsteuergerät und einem Steuergerät für den Elektroantrieb redundant Signale zur Bestimmung der Momentenvorgabe eingelesen werden und in beiden Geräten separat und unabhängig voneinander Momentenvorgabesignale zur Ansteuerung des Elektroantriebs erzeugt werden.A basic idea of the present invention is therefore to maximize the availability of the electric drive of a vehicle while still allowing safe operation. It can be read in a vehicle control unit and a control unit for the electric drive redundant signals for determining the torque input and separately and independently of each other torque command signals for controlling the electric drive are generated in both devices.

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verfahren zum Einrichten eines Notfahrbetriebs für einen Elektroantrieb die Schritte des Empfangens eines Fahrwunschsignals in einem Fahrzeugsteuergerät, des redundanten Empfangens des Fahrwunschsignals in einem Steuergerät für einen Elektroantrieb, des Empfangens eines ersten Momentenvorgabesignals von dem Fahrzeugsteuergerät in dem Steuergerät des Elektroantriebs für ein Ansteuern des Elektroantriebs, und des Erzeugens eines zweiten Momentenvorgabesignals durch das Steuergerät für ein Ansteuern des Elektroantriebs, falls beim Empfang des ersten Momentvorgabesignals eine Störung auftritt. Dadurch kann eine Limphome-Funktion für den Elektroantrieb eingerichtet werden, auch wenn die Momentenvorgabe durch das Fahrzeugsteuergerät temporär oder dauerhaft gestört ist. Zusätzlich wird die Verfügbarkeit des Elektroantriebs erhöht.According to one embodiment, a method for setting up an emergency driving operation for an electric drive includes the steps of receiving a drive command signal in a vehicle control device, redundantly receiving the drive request signal in an electric drive control device, receiving a first torque command signal from the vehicle control device in the electric drive control device for Driving the electric drive, and generating a second torque command signal by the controller for a Driving the electric drive, if a fault occurs when receiving the first torque command signal. As a result, a limphome function for the electric drive can be set up, even if the torque input is temporarily or permanently disturbed by the vehicle control unit. In addition, the availability of the electric drive is increased.

Die Störung kann dabei eine Störung in einer Datenübermittlungsverbindung zwischen dem Fahrzeugsteuergerät und dem Steuergerät, oder eine Störung in dem Fahrzeugsteuergerät selbst sein. In jedem Fall kann das Steuergerät durch den redundanten Empfang des Fahrwunschsignals unabhängig von dem Fahrzeugsteuergerät und unabhängig von der Art der Störung eine eigene beschränkte Momentenvorgabe für das Ansteuern des Elektroantriebs erzeugen.The fault may be a fault in a data transmission connection between the vehicle control unit and the control unit, or a fault in the vehicle control unit itself. In any case, the control unit by the redundant reception of the driving request signal independently of the vehicle control unit and regardless of the type of disturbance generate its own limited torque specification for driving the electric drive.

Vorteilhafterweise kann das Verfahren für einen Hybridantrieb eingesetzt werden, bei dem das Fahrzeugsteuergerät neben dem Elektroantrieb auch Steuersignale für einen Verbrennungsmotor erzeugt, wobei ein Abschalten des durch das Fahrzeugsteuergerät angesteuerten Verbrennungsmotors erfolgt, falls eine Störung in dem Fahrzeugsteuergerät auftritt. Damit lässt sich auch für einen Hybridantrieb ein Notfahrbetrieb auf der Basis des Elektroantriebs einrichten, auch wenn der Verbrennungsmotor durch eine Störung des Fahrzeugsteuergerätes abgeschaltet werden muss.Advantageously, the method can be used for a hybrid drive, in which the vehicle control unit in addition to the electric drive also generates control signals for an internal combustion engine, with a shutdown of the controlled by the vehicle control unit internal combustion engine, if a fault occurs in the vehicle control unit. This makes it possible to set up an emergency drive operation based on the electric drive even for a hybrid drive, even if the internal combustion engine has to be switched off by a malfunction of the vehicle control unit.

Vorzugsweise umfasst das Erzeugen des zweiten Momentenvorgabesignal das Erzeugen eines in Höhe und Gradient begrenzten Vortriebsmomentenvorgabesignals in einem begrenzten vorbestimmten Drehzahlbereich, insbesondere unter Nicht-Berücksichtigung des Fahrwunschsignals. Damit kann auf für einen Notfallbetrieb unnötige und nur dem Fahrkomfort dienende Zusatzfunktionen verzichtet und ein eingeschränkter sicherer Fahrbetrieb ermöglicht werden.Preferably, generating the second torque command signal comprises generating a height and gradient limited propulsion torque command signal in a limited predetermined speed range, in particular disregarding the drive command signal. This can be dispensed with unnecessary for an emergency operation and only the ride comfort serving additional functions and a limited safe driving operation are possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Einrichten eines Notfahrbetriebs für einen Elektroantrieb ein Fahrzeugsteuergerät, welches dazu ausgelegt ist, ein Fahrwunschsignal zu empfangen, ein Steuergerät des Elektroantriebs, welches dazu ausgelegt ist, das Fahrwunschsignal redundant zu dem Fahrzeugsteuergerät zu empfangen, und ein Datenübertragungssystem, welches das Fahrzeugsteuergerät und das Steuergerät verbindet, wobei das Fahrzeugsteuergerät dazu ausgelegt ist, ein aus dem Fahrwunschsignal abgeleitetes erstes Momentenvorgabesignal über das Datenübertragungssystem an das Steuergerät für ein Ansteuern eines Elektroantriebs zu übermitteln, und das Steuergerät des Elektroantriebs dazu ausgelegt ist, ein zweites Momentenvorgabesignal zu erzeugen, falls beim Empfang des ersten Momentenvorgabesignals von dem Fahrzeugsteuergerät eine Störung auftritt.According to a further embodiment of the invention, an apparatus for setting up an emergency drive for an electric drive comprises a vehicle control unit which is designed to receive a drive request signal, a control unit of the electric drive which is configured to receive the drive request signal redundantly to the vehicle control unit, and a Data transmission system which connects the vehicle control unit and the control unit, wherein the vehicle control unit is adapted to transmit a derived from the driving request signal first torque command signal via the data transmission system to the control unit for driving an electric drive, and the control unit of the electric drive is adapted to a second torque command signal to generate if a fault occurs when receiving the first torque command signal from the vehicle control unit.

Weitere Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Further embodiments and further developments are specified in the dependent claims.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung.The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawing. It shows:

1 ein schematisches Schaubild eines Hybridantriebs für ein Fahrzeug; 1 a schematic diagram of a hybrid drive for a vehicle;

2 ein schematisches Schaubild einer Vorrichtung zum Ansteuern eines Elektroantriebs in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic diagram of an apparatus for driving an electric drive in a vehicle according to an embodiment of the invention;

3 eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und 3 an apparatus for performing a method according to another embodiment of the invention; and

4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 4 a flowchart of a method according to another embodiment of the invention.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente, Merkmale und Komponenten – sofern nichts Anderes ausgeführt ist – jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Es versteht sich, dass Komponenten und Elemente in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit und Verständlichkeit nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander wiedergegeben sind.In the figures of the drawing are identical and functionally identical elements, features and components - unless otherwise stated - each provided with the same reference numerals. It is understood that components and elements in the drawings are not necessarily to scale to each other for clarity and clarity.

In 2 wird beispielhaft die Steuergerätestruktur 200 eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb beschrieben. Ein Fahrzeugsteuergerät 22 ist über eine Datenleitung 25 mit einem Steuergerät 24 für einen Elektroantrieb 26 verbunden. Weiterhin sind eine Einrichtung 21 zur Einstellung einer Fahrtrichtungsvorgabe sowie eine Einrichtung 23 zur Erzeugung von Fahrwunschsignalen jeweils mit dem Fahrzeugsteuergerät 22 und mit dem Steuergerät 24 verbunden.In 2 will exemplify the controller structure 200 of a vehicle with electric drive described. A vehicle control unit 22 is via a data line 25 with a control unit 24 for an electric drive 26 connected. Furthermore, there is a device 21 for setting a driving direction and a device 23 for generating drive request signals each with the vehicle control unit 22 and with the controller 24 connected.

Das Fahrzeugsteuergerät 22 kann von der Einrichtung 21 zur Fahrtrichtungsvorgabe, beispielsweise einem Wählhebelmodul 21, Signale über die gewünschte Fahrtrichtung, beispielsweise rückwärts, vorwärts oder Parken, erhalten. Das Fahrzeugsteuergerät 22 kann ferner von der Einrichtung 23 zur Erzeugung von Fahrwunschsignalen, die beispielsweise ein Brems- und Fahrpedal umfassen kann, gewünschte Antriebs- und Verzögerungsmomente erhalten. Nach einer Sollmomentbestimmung in dem Fahrzeugsteuergerät in Abhängigkeit von den empfangenen Signalen der Einrichtung 21 zur Fahrtrichtungsvorgabe und der Einrichtung 23 zur Erzeugung von Fahrwunschsignalen eine Sollmomentbestimmung vorgenommen werden. Die Sollmomentbestimmung kann dabei von weiteren Randbedingungen abhängen, beispielsweise der Kompensation von Nebenaggregaten, der Geschwindigkeitsregelanlage, der Lastschlagfilter, Bremsen- und gegebenenfalls Getriebeeingriffen, sowie weiterer Fahrbarkeitsfunktionen. Nach einer Plausibilisierung des bestimmten Sollmomentes wird eine Momentenvorgabe in dem Fahrzeugsteuergerät 22 erzeugt, das an das Steuergerät 24 für den Elektroantrieb 26 weitergeleitet werden kann.The vehicle control unit 22 can from the decor 21 to the direction of travel, for example, a selector lever module 21 , Signals about the desired direction of travel, for example, backwards, forward or parking, get. The vehicle control unit 22 may also be from the facility 23 for generating drive command signals, which may include, for example, a brake and accelerator pedal, receive desired drive and deceleration torques. After a desired torque determination in the vehicle control unit in dependence on the received signals of the device 21 to the driving direction and the device 23 to generate drive command signals a desired torque determination can be made. The desired torque determination may depend on further boundary conditions, for example the compensation of ancillary components, the cruise control system, the load impact filter, brake and, if appropriate, transmission interventions, as well as further drivability functions. After a plausibility check of the specific target torque is a torque preset in the vehicle control unit 22 generated to the control unit 24 for the electric drive 26 can be forwarded.

Das Steuergerät 24 kann beispielsweise einen Inverter für den Elektroantrieb umfassen. Das Steuergerät 24 kann weiterhin mit dem Fahrzeugsteuergerät 22 in einem gemeinsamen Gehäuse bzw. auf einer gemeinsamen Leiterplatte realisiert werden. Vorzugsweise werden beide Geräte 22 und 24 mit getrennten Prozessoren oder Recheneinheiten versehen, die unabhängig voneinander arbeiten können. Die Datenverbindung 25 kann dann ein Bus-System sein, beispielsweise ein asynchrones serielles Bus-System wie zum Beispiel ein Controlled Area Netzwerk (CAN). Es ist jedoch selbstverständlich, dass jedes andere geeignete Datenverbindungssystem ebenso in gleicher Weise genutzt werden kann.The control unit 24 may include, for example, an inverter for the electric drive. The control unit 24 can continue with the vehicle control unit 22 be realized in a common housing or on a common circuit board. Preferably, both devices 22 and 24 provided with separate processors or arithmetic units that can operate independently. The data connection 25 may then be a bus system, such as an asynchronous serial bus system such as a Controlled Area Network (CAN). It is understood, however, that any other suitable data link system may equally be used.

Das Steuergerät 24 nimmt abhängig von der Momentenvorgabe durch das Fahrzeugsteuergerät 22 einen Momentenvergleich eines Soll-Moments (gewünschtes Moment für den Elektroantrieb 26) mit einem Ist-Moment (tatsächliches an dem Elektroantrieb 26 anliegendes Moment) vor und steuert den Elektroantrieb 26 demgemäß an.The control unit 24 takes depending on the torque setting by the vehicle control unit 22 a torque comparison of a desired torque (desired torque for the electric drive 26 ) with an actual moment (actual on the electric drive 26 present moment) and controls the electric drive 26 accordingly.

3 zeigt eine Vorrichtung 300 zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in höherem Detail. Die Vorrichtung 300 umfasst dabei ein Fahrzeugsteuergerät 30 ähnlich dem Fahrzeugsteuergerät 22 in 2 und ein Steuergerät 31 für einen Elektroantrieb, ähnlich dem Steuergerät 24 in 2. Das Steuergerät 31 kann insbesondere einen Inverter umfassen. 3 shows a device 300 for carrying out a method according to a further embodiment of the invention in greater detail. The device 300 includes a vehicle control unit 30 similar to the vehicle control unit 22 in 2 and a controller 31 for an electric drive, similar to the control unit 24 in 2 , The control unit 31 may in particular comprise an inverter.

Das Fahrzeugsteuergerät 30 empfängt Fahrwunschsignale von Fahrwunscherzeugungseinrichtungen 38 und 39, die dabei insbesondere ein Bremspedal 38 und ein Fahrpedal 39 umfassen können. Über das Bremspedal 38 können Verzögerungswünsche und über das Fahrpedal 39 Vortriebswünsche an das Fahrzeugsteuergerät 30 übermittelt werden. Das Fahrzeugsteuergerät 30 empfängt diese Fahrwunschsignale und berechnet daraus, gegebenenfalls in Abhängigkeit von weiteren Fahrbarkeitsfunktionen ein Soll-Moment in einer Berechnungseinheit 32. Das berechnete Soll-Moment wird an eine Plausibilisierungseinheit 33 übergeben, die feststellt, ob das berechnete Soll-Moment vordefinierte Randbedingungen einhält, die beispielsweise für den sicheren Antriebsbetrieb vorbestimmt sind. Im Falle einer erfolgreichen Plausibilisierung wird dann von einer Momentenvorgabeeinheit 34 ein Momentenvorgabesignal erzeugt, welches an das Steuergerät 31 übermittelt wird.The vehicle control unit 30 receives driving request signals from driving desire generating devices 38 and 39 , in particular, a brake pedal 38 and an accelerator pedal 39 may include. About the brake pedal 38 can delay requests and about the accelerator pedal 39 Propulsion wishes to the vehicle control unit 30 be transmitted. The vehicle control unit 30 receives these driving request signals and calculates therefrom, optionally as a function of further drivability functions, a desired torque in a calculation unit 32 , The calculated target torque is sent to a plausibility unit 33 which determines whether the calculated target torque complies with predefined boundary conditions that are predetermined, for example, for safe drive operation. In the case of a successful plausibility check is then by a moment default unit 34 generates a torque command signal which is sent to the control unit 31 is transmitted.

Das Steuergerät 31 umfasst eine Einheit 36 zum Momentenvergleich, die ein Ist-Moment des Elektroantriebs mit dem Momentenvorgabesignal der Momentenvorgabeeinheit 34 abgleicht. In Abhängigkeit des Momentenvergleichs wird eine Ansteuereinheit 37 angesteuert, die ihrerseits den Elektroantrieb steuert.The control unit 31 includes a unit 36 for torque comparison, which is an actual torque of the electric drive with the torque input signal of the torque input unit 34 adjusts. Depending on the torque comparison is a drive unit 37 controlled, which in turn controls the electric drive.

Das Steuergerät 31 umfasst weiterhin eine Berechnungseinheit 35, die ebenso wie die Berechnungseinheit 32 des Fahrzeugsteuergerätes 30 Fahrwunschsignale von den Fahrwunscherzeugungseinrichtungen 38 und 39 empfängt. Die Fahrwunschsignale können dabei redundant empfangen werden. In der Berechnungseinheit 35 können dabei Soll-Momente unabhängig von der Berechnung der Soll-Momente in der Berechnungseinheit 32 berechnet werden. Hierbei wird gemäß einer Ausführungsform auf Fahrbarkeitsfunktionen verzichtet, die hauptsächlich dem Fahrkomfort dienen. Insbesondere kann in der Berechnungseinheit 35 ein Soll-Moment berechnet werden, welches das zulässige Vortriebsmoment in Höhe und Gradient begrenzt und/oder welches nur einen eingeschränkten Drehzahlbereich zulässt. Dadurch kann ein weiteres Momentenvorgabesignal erzeugt werden, welches einen eingeschränkten, aber sicheren Fahrbetrieb des Fahrzeugs zulässt.The control unit 31 further comprises a calculation unit 35 that as well as the calculation unit 32 of the vehicle control unit 30 Driving request signals from the driving desire generating devices 38 and 39 receives. The drive request signals can be received redundantly. In the calculation unit 35 In this case, nominal moments can be independent of the calculation of the setpoint moments in the calculation unit 32 be calculated. In this case, according to one embodiment, driveability functions are dispensed with, which serve mainly for driving comfort. In particular, in the calculation unit 35 a desired torque can be calculated, which limits the permissible propulsion torque in height and gradient and / or which allows only a limited speed range. As a result, a further torque specification signal can be generated, which permits a limited, but safe driving operation of the vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das weitere Momentenvorgabesignal, welches durch die Berechnungseinheit 35 erzeugt wird, die Fahrerwunschsignale unberücksichtigt lassen. In diesem Fall wird lediglich die Drehrichtung und eine möglicherweise begrenzte Solldrehzahl des Elektroantriebs vorgegeben. Weiterhin kann die Anstiegsgeschwindigkeit des Moments begrenzt werden. Somit ist ein einfaches Fahren möglich, welches als ”Limphome” (Notlauf) bezeichnet werden kann. Zumindest ein Ansteuern einer Werkstatt ist in diesem Betriebsmodus noch möglich, ohne dass das Fahrzeug abgeschleppt werden muss.According to a further embodiment, the further torque specification signal which is output by the calculation unit 35 is generated, the driver request signals are disregarded. In this case, only the direction of rotation and a possibly limited setpoint speed of the electric drive is specified. Furthermore, the rate of rise of the moment can be limited. Thus, a simple driving is possible, which can be referred to as "limphome" (emergency). At least one driving a workshop is still possible in this mode, without the vehicle must be towed.

Für den Fall, dass eine Störung beim Empfang des ersten Momentenvorgabesignals der Momentenvorgabeeinheit 34 auftritt, kann das Steuergerät 31 auf das zweite Momentenvorgabesignal der Berechnungseinheit 35 zur Ansteuerung des Elektroantriebs zurückgreifen. Falls das Steuergerät 31 keine Momentenvorgabe durch das Fahrzeugsteuergerät erhält, wird ein einfacher Momentenvergleich durchgeführt, um das Momentenvorgabesignal der Berechnungseinheit 35 auf Plausibilität zu überprüfen. Sollte hier ein Abweichung festgestellt werden, kann der Elektroantrieb abgeschaltet werden.In the event that a fault occurs when receiving the first torque command signal of the Torque specification unit 34 occurs, the controller may 31 to the second torque specification signal of the calculation unit 35 resort to the control of the electric drive. If the control unit 31 receives no torque command by the vehicle control unit, a simple torque comparison is performed to the torque command signal of the calculation unit 35 to check for plausibility. If a deviation is detected here, the electric drive can be switched off.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einrichten eines Notfahrbetriebs für einen Elektroantrieb gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. In einem ersten Schritt 401 werden ein oder mehrere Fahrwunschsignale in einem Fahrzeugsteuergerät empfangen. Die Fahrwunschsignale können dabei beispielsweise mit Hilfe eines Brems- und/oder eines Fahrpedals erzeugt werden. 4 shows a flowchart of a method for setting up an emergency driving operation for an electric drive according to another embodiment of the invention. In a first step 401 One or more driving request signals are received in a vehicle control unit. The driving request signals can be generated for example by means of a brake and / or an accelerator pedal.

In einem zweiten Schritt 402 werden die ein oder mehreren Fahrwunschsignale in einem Steuergerät für einen Elektroantrieb empfangen. Der Empfang erfolgt dabei redundant zu dem Empfang in dem Fahrzeugsteuergerät. Das Steuergerät für den Elektroantrieb und das Fahrzeugsteuergerät können in einem gemeinsamen Gehäuse oder einer gemeinsamen Leiterplatte untergebracht sein. Vorteilhafterweise erfolgt der Empfang an separaten Prozessoren, die jeweils einem der beiden Geräte zugeordnet sind.In a second step 402 The one or more drive request signals are received in a control unit for an electric drive. The reception is done redundantly to the reception in the vehicle control unit. The control unit for the electric drive and the vehicle control unit may be housed in a common housing or a common circuit board. Advantageously, the reception takes place on separate processors, which are each assigned to one of the two devices.

In einem dritten Schritt 403 erfolgt ein Empfangen eines ersten Momentenvorgabesignals in dem Steuergerät des Elektroantriebs für ein Ansteuern des Elektroantriebs. Das erste Momentenvorgabesignal kann dabei von dem Fahrzeugsteuergerät nach einer Sollmomentberechnung und einer Plausibilitätsprüfung auf der Basis der Fahrwunschsignale und möglicherweise weiterer die Fahrbarkeitsfunktionen betreffender Signale erzeugt werden.In a third step 403 there is a receiving a first torque command signal in the control unit of the electric drive for driving the electric drive. In this case, the first torque specification signal can be generated by the vehicle control unit according to a desired torque calculation and a plausibility check on the basis of the desired driving signals and possibly further signals concerning the driveability functions.

Es kann nun vorkommen, dass der Empfang des ersten Momentenvorgabesignals gestört ist. Dabei kann eine Störung der Datenverbindung zwischen dem Fahrzeugsteuergerät und dem Steuergerät für das Ansteuern des Elektroantriebs oder eine dem Fahrzeugsteuergerät inhärente Störung vorliegen. In jedem Fall erhält das Steuergerät des Elektroantriebs kein oder nur ein unzureichendes Momentenvorgabesignal. In einem vierten Schritt 404 erzeugt das Steuergerät des Elektroantriebs in diesen Fällen dann ein zweites für ein Ansteuern des Elektroantriebs vorgesehenes Momentenvorgabesignal. Das zweite Momentenvorgabesignal kann dabei abhängig oder unabhängig von den redundant empfangenen Fahrwunschsignalen sein. Weiterhin kann das zweite Momentenvorgabesignal in dem Steuergerät des Elektroantriebs plausibilisiert werden, insbesondere über einen einfachen Momentenvergleich zwischen Ist-Moment des Elektroantriebs und dem in dem Steuergerät erzeugten Soll-Moment des Momentenvorgabesignals. Das zweite Momentenvorgabesignal kann gegenüber dem ersten Momentenvorgabesignal ein bezüglich Drehzahl, Höhe und Gradient des Vortriebsmomentes und/oder Anstiegsgeschwindigkeit des Moments eingeschränktes Momentenvorgabesignal umfassen. Insbesondere kann dabei ein Vortriebsmomentenvorgabesignal erzeugt werden, welches zur eingeschränkten Ansteuerung des Elektroantriebs dient und welches einen Notlaufbetrieb des Elektroantriebs ermöglicht.It may now happen that the reception of the first torque command signal is disturbed. In this case, there may be a malfunction of the data connection between the vehicle control unit and the control unit for controlling the electric drive or a fault inherent in the vehicle control unit. In any case, the control unit of the electric drive receives no or only an insufficient torque command signal. In a fourth step 404 generates the controller of the electric drive in these cases, then a second provided for driving the electric drive torque command signal. The second torque command signal may be dependent on or independent of the redundantly received driving command signals. Furthermore, the second torque command signal can be made plausible in the control unit of the electric drive, in particular via a simple torque comparison between the actual torque of the electric drive and the desired torque of the torque command signal generated in the control unit. The second torque specification signal may comprise a torque specification signal that is limited in terms of speed, height and gradient of the propulsion torque and / or rate of increase of the torque compared with the first torque specification signal. In particular, a propulsion torque specification signal can be generated, which serves for limited control of the electric drive and which enables emergency operation of the electric drive.

Wenn das vorstehend beschriebene Verfahren für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb eingesetzt wird, kann weiterhin vorgesehen sein, dass im Falle einer Störung in dem Fahrzeugsteuergerät ein von dem Fahrzeugsteuergerät angesteuerter Verbrennungsmotor abgeschaltet wird. In diesem Fall wird das Fahrzeug in dem Notfahrbetrieb dann ausschließlich über den dann notfallweise von dem Steuergerät des Elektroantriebs angesteuerten Elektroantrieb angetrieben.If the method described above is used for a vehicle with hybrid drive, it can furthermore be provided that in the event of a fault in the vehicle control unit, an internal combustion engine controlled by the vehicle control unit is switched off. In this case, the vehicle is then driven in the emergency drive only on the then emergency driven by the control unit of the electric drive electric drive.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102005040780 A1 [0008] DE 102005040780 A1 [0008]

Claims (7)

Verfahren zum Einrichten eines Notfahrbetriebs für einen Elektroantrieb (11), umfassend: Empfangen eines Fahrwunschsignals in einem Fahrzeugsteuergerät (30); Redundantes Empfangen des Fahrwunschsignals in einem Steuergerät (31) des Elektroantriebs; Empfangen eines ersten Momentenvorgabesignals von dem Fahrzeugsteuergerät (30) in dem Steuergerät (31) des Elektroantriebs für ein Ansteuern des Elektroantriebs (11); und Erzeugen eines zweiten Momentenvorgabesignals für ein Ansteuern des Elektroantriebs (11) in dem Steuergerät (31) des Elektroantriebs für ein Ansteuern des Elektroantriebs (11), falls beim Empfangen des ersten Momentvorgabesignals eine Störung auftritt.Method for setting up an emergency drive for an electric drive ( 11 ), comprising: receiving a drive request signal in a vehicle control device ( 30 ); Redundant receiving of the driving request signal in a control unit ( 31 ) of the electric drive; Receiving a first torque command signal from the vehicle control unit ( 30 ) in the control unit ( 31 ) of the electric drive for driving the electric drive ( 11 ); and generating a second torque command signal for driving the electric drive ( 11 ) in the control unit ( 31 ) of the electric drive for driving the electric drive ( 11 ) if a fault occurs in receiving the first torque command signal. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Störung eine Störung in einer Datenübermittlungsverbindung (25) zwischen dem Fahrzeugsteuergerät (30) und dem Steuergerät (31) des Elektroantriebs ist.The method of claim 1, wherein the interference is a failure in a data communication connection ( 25 ) between the vehicle control unit ( 30 ) and the control unit ( 31 ) of the electric drive is. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Störung eine Störung in dem Fahrzeugsteuergerät (30) ist.The method of claim 1, wherein the fault is a fault in the vehicle control unit (10). 30 ). Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin umfassend: Abschalten eines durch das Fahrzeugsteuergerät (30) angesteuerten Verbrennungsmotors (13), falls eine Störung in dem Fahrzeugsteuergerät (30) auftritt.The method of claim 3, further comprising: turning off one of the vehicle control unit ( 30 ) controlled internal combustion engine ( 13 ), if a fault in the vehicle control unit ( 30 ) occurs. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Erzeugen des zweiten Momentenvorgabesignal das Erzeugen eines in Höhe und Gradient begrenzten Vortriebsmomentenvorgabesignals in einem begrenzten vorbestimmten Drehzahlbereich umfasst.The method of claim 1, wherein generating the second torque command signal comprises generating a height and gradient limited propulsion torque command signal in a limited predetermined speed range. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Erzeugen des zweiten Momentenvorgabesignal unabhängig von dem Fahrwunschsignal erfolgt.The method of claim 5, wherein generating the second torque command signal is independent of the driving request signal. Vorrichtung zum Einrichten eines Notfahrbetriebs für einen Elektroantrieb (11), umfassend: ein Fahrzeugsteuergerät (30), welches dazu ausgelegt ist, ein Fahrwunschsignal zu empfangen; ein Steuergerät (31) des Elektroantriebs, welches dazu ausgelegt ist, das Fahrwunschsignal redundant zu dem Fahrzeugsteuergerät (30) zu empfangen; und ein Datenübertragungssystem (25), welches das Fahrzeugsteuergerät (30) und das Steuergerät (31) des Elektroantriebs verbindet, wobei das Fahrzeugsteuergerät (30) dazu ausgelegt ist, ein aus dem Fahrwunschsignal abgeleitetes erstes Momentenvorgabesignal über das Datenübertragungssystem (25) an das Steuergerät (31) des Elektroantriebs für die Ansteuerung eines Elektroantriebs (11) zu übermitteln, und das Steuergerät (31) des Elektroantriebs dazu ausgelegt ist, ein zweites Momentenvorgabesignal zu erzeugen, falls beim Empfang des ersten Momentenvorgabesignals von dem Fahrzeugsteuergerät (30) eine Störung auftritt.Device for setting up an emergency drive for an electric drive ( 11 ), comprising: a vehicle control device ( 30 ) configured to receive a drive request signal; a control device ( 31 ) of the electric drive, which is adapted to the driving request signal redundant to the vehicle control unit ( 30 ) to recieve; and a data transmission system ( 25 ), which the vehicle control unit ( 30 ) and the control unit ( 31 ) of the electric drive, wherein the vehicle control unit ( 30 ) is adapted to a derived from the driving request signal first torque command signal via the data transmission system ( 25 ) to the control unit ( 31 ) of the electric drive for the control of an electric drive ( 11 ), and the control unit ( 31 ) of the electric drive is adapted to generate a second torque command signal if, upon receipt of the first torque command signal from the vehicle control device ( 30 ) a fault occurs.
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